JP7324239B2 - チップ型ヒューズ - Google Patents

Description

本発明は、チップ型ヒューズに関し、特に電極の構造に関する。

チップ型ヒューズの一例が、特許文献１に開示されている。このチップ型ヒューズは、組立体を有している。組立体は、直方体状のガラス板からなる基板を有し、その上面に金属薄膜によってヒューズ素子が形成されている。ヒューズ素子は、基板上面の両端部に矩形の内部電極を有し、これら電極間に、電極よりも幅の狭いリンクを有している。ヒューズ素子は、シリカ不活性層によって覆われ、その上に直方体状のガラス製被覆がエポキシ層によって結合されている。この直方体状の組立体の両端面に、上記電極が露出しており、この両端面及びこれらに続く組立体の上面及び下面の端部は、ニッケル、クロム等のめっき層によって覆われ、めっき層をはんだ被覆が覆っている。めっき層は、はんだ被覆とヒューズ素子のめっき部とを電気的に接続している。

特許第２７２４０４４号

特許文献１のチップ型ヒューズでは、リンクと一体である電極は、組立体の端面に露出し、その端面に形成されためっき層と接触しているだけであり、めっき層と電極との間で充分な電気接続を得ることができなかった。

本発明は、チップ型ヒューズの内部にある電極と、このヒューズに形成されるめっき層との充分な電気的接続を得ることを目的とする。

本発明の一態様のチップ型ヒューズは、板状の可溶体を有している。可溶体では、１つの直線の両端からそれぞれ前記直線の中央側に向いて内部電極が配置されている。内部電極の形状は任意の形状とすることができる。これら内部電極の間に前記内部電極と一体に可溶部が形成され、可溶部は、前記内部電極よりも細い。可溶部は、例えば直線状や曲線状等の種々の形状とすることができる。前記可溶体がケースの内部に収容されている。ケースは、内部に可溶体を収容することができれば任意の形状とすることができる。なお、サーフェースマウント用のチップ型ヒューズとする場合には、少なくとも一面を平坦とすることが望ましい。前記内部電極の前記直線の両端に位置する部分がケースから露出している。前記ケースにおける前記内部電極の露出部分にこれら露出部分を覆うようにそれぞれ導電層が形成されている。前記導電層は、めっきによって形成することもできるし、導電塗料を塗布することによって形成することもできる。また、導電層はケースの他の面にも延長することもできる。前記露出部分に、この露出部分から外方に突出している突出部が一体に形成されている。前記突出部は、前記導電層に覆われている。

このように構成されたチップ型ヒューズでは、板状の可溶体において、可溶部と一体に形成されている内部電極から突出部を突出させ、突出部が導電層に覆われているので、内部電極と導電層とは充分な電気的接続が得られる。内部電極と可溶部とを板状では無く、被膜によって形成したなら、突出部を内部電極から突出させるように形成することは困難を伴う。

前記の態様において、前記ケースは、前記直線と交差し前記直線の両端側に開口した凹面を備えた凹部を前記直線の両端に有している。この場合、前記凹面に前記導電層が形成され、前記凹面から前記突出部が前記凹部に突出している。

このように構成すると、突出部がケースから突出することがなく、このヒューズをプリント基板等にはんだ付けする際に、突出部が邪魔になることはない。

さらに、前記内部電極は、前記ケース内において、前記凹部内に少なくとも一部が位置する窪み面を有している。この場合、前記窪み面と前記凹面との間に前記突出部がある。

このように構成すると、可溶体に窪み面を形成するときに同時に、ケース内に可溶体を配置したときに突出部となる部分を形成することができ、その製造が容易になる。

さらに、前記凹面の開口の一方の端から他方の端までの領域から前記凹部内に前記突出部が突出しているものとすることができる。このように構成すると、突出部の面積を大きくすることができ、導電層と内部電極との電気的接続をより確実にすることができる。

他の態様のチップ型ヒューズは、上記の態様のチップ型ヒューズと同様に、可溶体と、ケースと、導電層と、突出部とを有している。前記ケースは、同一形状で互いに間隔をおいて平行に位置する第１及び第２の平面を有し、第１及び第２の平面の周縁を包囲する周面を有している。前記突出部は、前記周面に突出している。前記ケースは、前記直線の両端から前記ケースの内側に窪んだ凹面を有し、この凹面は前記第１及び第２の平面間に存在する。前記内部電極は、前記ケース内において、前記第１及び第２の平面間の方向から見た前記凹面の全域から前記突出部が突出し、前記凹面の面全域に前記導電層が形成されている。ケースは、例えば直方体状、円盤状、楕円状とすることができる。

更に、前記ケースは、前記直線の両端から前記ケースの内側に窪んだ凹面を有し、この凹面は前記第１及び第２の平面間に存在する。前記内部電極は、前記ケース内において、前記第１及び第２の平面間の方向から見た前記凹面の全域から前記突出部が突出し、前記凹面の面全域に前記導電層が形成されている。

このように構成すると、サーフェースマウント用のチップ型ヒューズにおいて、導電層と内部電極との電気的接続を非常に良好に行うことができる。

以上のように、本発明によれば、チップ型ヒューズにおいてケースの内部にある内部電極と、ケースの外部にあるめっき層との電気的接続を良好にすることができる。

本発明の１実施形態のチップ型ヒューズの縦断正面図である。 図１のチップ型ヒューズの平面図である。 図１のチップ型ヒューズの左側面図である。 図１のチップ型ヒューズの下側ケース部材の平面図である。 図１のチップ型ヒューズの可溶体の平面図である。 図１のチップ型ヒューズの横断平面図である。 図１のチップ型ヒューズの半製品の平面図である。 本発明の参考例のチップ型ヒューズの縦断正面図である。 図８のチップ型ヒューズの平面図である。 図８のチップ型ヒューズの横断平面図である。 図１のチップ型ヒューズにおいて使用する可溶体の変形例である。

本発明の１実施形態のチップ型ヒューズは、図１乃至図３に示すように、ケース２を有している。ケース２は、例えばガラスエポキシ製の概略直方体状に形成されている。ケース２は、第１の表面、例えば上面４と、第２の表面、例えば下面６とを有し、上面４と下面６とは同一形状、例えば長方形状に形成され、互いに間隔をおいて重なり合うように平行に配置されている。上面４及び下面６との間には、周面、例えば側面８、１０及び端面１２、１４が形成されている。端面１２、１４の側面８、１０方向の中央には凹面１６、１８がケース２の内側に向かって形成されている。凹面１６、１８は、端面１２、１４の中央の一部が除去されて、例えば円弧状、具体的には半円状に形成されている。これら凹面１６、１８が形成されたことにより、凹面１６、１８より外側のケース２の部分は、上面２及び下面６方向に及び端面１２、１４側に開放されている。この開放された部分が凹部１９、２１とされている。ケース２は、図１に示すように上面４と下面６とを繋ぐ方向の中央で、上側ケース部材２０と下側ケース部材２２とに分割形成されており、両者は同一形状である。また、ケース２の中央には、空洞２４が形成されている。空洞２４は、図４に示すように平面形状が長孔状のものである。

図１に示すように、上部ケース部材２０と下部ケース部材２２との接合面に可溶体２６が配置されている。可溶体２６は、図５に示すように内部電極２８、３０及び可溶部３２を有している。可溶体２６は、図６に示すように、一本の直線、例えば、ケース２の端面１２、１４の中央に端面１２、１４間の距離に等しい長さを有する直線の両端から、それぞれケース２の中央側に向かって内部電極２８、３０が形成されている。内部電極２８、３０は最大幅がケース２の側面８、１０間の距離に等しい概略矩形状に形成されている。内部電極２８、３０のケース２の中央側の内縁における前記直線上に、可溶部３２が形成されている。可溶部３２は、内部電極２８、３０よりも幅が狭い直線状に形成されている。この可溶部３２は、空洞２４内に位置している。可溶体２６は、１枚の薄い金属、例えば銅板をプレスしたりまたはエッチングしたりすることによって形成されたもので、内部電極２８、３０及び可溶部３２が一体に形成されている薄い銅板である。

図５に示すように、内部電極２８、３０の外側の縁に窪み面３４、３６が形成されている。これら窪み面３４、３６は、例えば円弧状、具体的には半円状に形成され、かつ可溶部２６の中央側に向かって窪んでいる。図６に示すように下部ケース２２上にその端面１２、１４と内部電極２８、３０の外縁が一致するように可溶体２６を配置した状態において、窪み面３４、３６の中心は、上記直線上にある。また、凹面１６、１８の最奥部は、上記直線の両端と接している。更に、凹面１６、１８と窪み面３４、３６とは同心に位置している。窪み面３４、３６の半径が凹面１６、１８の半径よりも小さく形成されている。その結果、窪み面３４、３６は、凹面１６、１８よりも外側に突出している。この窪み面３４、３６から凹面１６、１８までにある部分を突出部３８、４０と称する。この突出部３８、４０は、窪み面３４、３６の全域から凹部１９、２１内に水平に突出している。もし、突出部３８、４０が存在しなければ、凹面１６、１８にある内部電極２８、３０の部分は露出している。

このチップ型ヒューズでは、例えば図４に示す下側ケース部材２２と図５に示す可溶体２６とが準備され、図６に示すように下側ケース部材２２上に可溶体２６が配置され、その上から図７に示すように上側ケース部材２０が被せられ、上側ケース部材２０と下側ケース部材２２とは接着されている。

図１に示すように、ケース２の上面４及び下面６の一方の端部には、導電層、例えば外部電極４２、４４が形成されている。これら外部電極４２、４４は、ケース２の端面１２から凹面１６を超えた長さ寸法を有し、凹面１６に対応する位置に孔を有し、ケース２の側面８から１０の長さ寸法に対応する幅寸法を有している。同様に、ケース２の上面４及び下面６の他方の端部にも、導電層、例えば外部電極４６、４８が形成されている。これら外部電極４２、４４、４６、４８は、例えば銅膜製である。

凹面１６全域には、突出部３８全体を内部に含んで、導電層、例えばめっき層５０が形成され、凹面１８全域にも、突出部４０全体を内部に含んで、めっき層５２が形成されている。これらめっき層５０、５２は,ケース２の上面４及び下面６まで延長され、めっき層５０は、外部電極４２、４４の全域も覆い、めっき層５２は、外部電極４６、４８の全域を覆っている。図１乃至図３では、図を簡略化するためにめっき層５０、５２は、一層として示したが、実際には無電解銅めっき層、電解銅めっき層、電解ニッケルめっき層、電解錫めっき層のような複数のめっき層から構成されている。

このチップ型ヒューズでは、内部電極２８、３０から凹面１６、１８を超えて突出部３８、４０が凹部１９、２１内に突出し、突出部３８の全域がめっき層５０によって、覆われているので、突出部３８とめっき層５０との接触面積が大きく、両者の電気的接続が良好である。同様に、突出部４０とめっき層５２との接触面積が大きく、両者の電気的接続も良好である。特に、この実施形態では、突出部３８、４０は、凹面１６、１８の全域から突出しているので、その面積が大きく、突出部３８とめっき層５０との接触面積及び突出部４０とめっき層５２との接触面積が更に大きくなり、突出部３８はめっき層５０と、突出部４０はめっき層５２と、良好な電気的接続を確実に行える。また、突出部３８、４０は、凹部１９、２１内に位置し、凹部１９、２１より外側に突出していない。従って、突出部３８、４０が、このチップ型ヒューズをプリント基板等にはんだ付けする際に、その障害となることはない。

図８乃至図１０に、参考例のチップ型ヒューズを示す。このチップ型ヒューズでは、ケース２ａにおいて、上記実施形態のチップ型ヒューズに存在した凹部１９、２１及びその周囲の部分が除去され、除去された分だけケース２ａの長さが短くされている。それに伴い、内部電極２８ａ、３０ａも、その外側の縁が図１０に示すようにケース２ａの端面１２ａ、１４ａに一致するように短く形成されている。突出部３８ａ、４０ａは、内部電極１２ａ、１４ａの外側の縁の全域からさらに外側に向かって水平に突出している。もし、突出部３８ａ、４０ａが存在しなければ、内部電極２８ａ、３０ａは、端面１２ａ、１４ａにおいて露出している。これら突出部３８ａ、４０ａの全てがめっき層５０ａ、５２ａによって覆われている。他の構成は、上記実施形態のチップ型ヒューズと同様であるので、同等部分には同一符号を付して、その説明を省略する。この実施形態のチップ型ヒューズでも、突出部３８ａ、４０ａとめっき層５０ａ、５２ａとの良好な電気的接続が得られる。

上記の実施形態及び参考例は種々に変更可能である。例えば、上記実施形態において、可溶部３２の長さは、ヒューズとしての溶断特性に応じて変化させることができ、例えば図１１（ａ）に示すように、可溶部３２よりも長さの短い可溶部３２ａを使用することもできるし、直線状では無く湾曲させたものを使用することもできるし、可溶部３２の中途に特性調整部を設けることもできる。なお、参考例のチップ型ヒューズにおいても同様に可溶部３２ａの変形が可能である。

また、上記実施形態及び参考例において、可溶部３２、３２ａに消弧材を付けることもできるし、可溶部３２、３２ａを包むように空洞２４内に消弧材を入れることもできる。

また、図１１（ｂ）に示すように、内部電極２８ｂ、３０ｂの幅を上記実施形態の内部電極２８、３０よりも細くして、ケース２の側面８、１０側にスペースを形成し、このスペースに内部電極２８ｂ、３０ｂとは独立した補強パターン６２、６４を設置することもできる。これによってケース２、２ａの強度を高めることができる。なお、補強パターン６２、６４は、可溶体２６を金属をプレスまたはエッチングして形成するときに、同時に形成することができる。参考例のチップ型ヒューズにおいても、同様に補強パターンを設けることができる。

上記の実施形態及び参考例では、めっき層５０、５２、５０ａ、５２ａを導電層として使用したが、めっき層５０、５２、５０ａ、５２ａに代えて導電塗料の層を使用することもできる。特に、第１の実施形態では、凹部１９、２１を全て埋めるように導電塗料を凹部１９、２１内に設けることもできる。

上記の実施形態及び参考例では、ケース２、２ａは直方体状のものを使用したが、他の形状のもの、例えば円板状のものや楕円板状のものや椀状のものを使用することもできる。

上記の実施形態及び参考例では、ケース２、２ａの上面と下面とに、外部電極４２、４４、４６、４８を設けたが、下面の外部電極４４、４８のみを設けることもできる。この場合、めっき層５０、５０ａは突出部３８、３８ａと外部電極４４とを覆うように、めっき層５２、５２ａは突出部４０、４０ａと外部電極４８とを覆うように、それぞれ形成すればよい。

また、上記実施形態では、凹面１６、１８及び窪み面３４、３６を半円状としたが、この形状に限ったものではなく、例えばＵ字状、コ字またはＶ字状とすることもできる。

上記実施形態では、突出部３８、４０を凹面１６、１８の全域から突出させたが、凹面１６、１８の一部から突出部３８、４０を突出させることもできる。同様に、参考例でも、突出部３８ａ、４０ａは内部電極２８ａ、３０ａの外側の縁の全域から突出させたが、それらの一部のみから突出させることもできる。また、上記実施形態及び参考例では、突出部３８、４０、３８ａ、４０ａは、全体を水平に突出したが、例えば突出部３８、４０、３８ａ、４０ａの先端をケース２、２ａの上面４側または下面６側に曲げることもできる。その場合でも、めっき層５０、５０ａ、５２、５２ａは曲げられた部分を覆うように設けられる。

２ ケース
２６ 可溶体
２８ ３０ 内部電極
３２ 可溶部
３８ ４０ 突出部

Claims (3)

1. １つの直線の両端からそれぞれ前記直線の中央側に向いて内部電極を配置し、これら内部電極の間に前記内部電極と一体に形成され、前記内部電極よりも細い可溶部を有する板状の可溶体と、
   前記可溶体を内部に収容し、前記内部電極の前記直線の両端に位置する前記可溶体の部分が露出しているケースと、
   前記ケースにおける前記内部電極の露出部分にこれら露出部分を覆うようにそれぞれ形成されている導電層とを、
   有し、前記露出部分から外方に突出している突出部が前記露出部分に一体に形成され、前記突出部は、前記導電層に覆われ、
   前記ケースは、前記直線と交差し前記直線の両端側に開口した凹面を備えた凹部を前記直線の両端に有し、前記凹面に前記導電層が形成され、前記凹面から前記突出部が前記凹部内に突出し
   前記内部電極は、前記凹部内に少なくとも一部が位置する窪み面を有し、前記凹部内に位置する窪み面と前記凹面との間に前記突出部があるチップ型ヒューズ。
2. 請求項１記載のチップ型ヒューズにおいて、前記凹面の開口の一方の端から他方の端までの領域から前記凹部内に前記突出部が突出しているチップ型ヒューズ。
3. １つの直線の両端からそれぞれ前記直線の中央側に向いて内部電極を配置し、これら内部電極の間に前記内部電極と一体に形成され、前記内部電極よりも細い可溶部を有する板状の可溶体と、
   前記可溶体を内部に収容し、前記内部電極の前記直線の両端に位置する前記可溶体の部分が露出しているケースと、
   前記ケースにおける前記内部電極の露出部分にこれら露出部分を覆うようにそれぞれ形成されている導電層とを、
   有し、前記露出部分に、前記露出部分から外方に突出している突出部が一体に形成され、前記突出部は、前記導電層に覆われ、
   前記ケースは、同一形状で互いに間隔をおいて平行に位置する第１及び第２の平面を有し、第１及び第２の平面の周縁を包囲する周面を有し、
   前記突出部は、前記周面に突出し
   前記ケースは、前記直線の両端から前記ケースの内側に窪んだ凹面を有し、この凹面は前記第１及び第２の平面間に存在し、前記内部電極は、前記ケース内において、前記第１及び第２の平面間の方向から見た前記凹面の全域から前記突出部が突出し、前記凹面の面全域に前記導電層が形成されているチップ型ヒューズ。

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